Aunque la mecánica cuántica se creó para describir el mundo atómico abstracto y alejado de nuestra experiencia diaria, tiene un enorme impacto en la vida diaria. Sin la mecánica cuántica como herramienta, no serían posibles avances fascinantes en la química, la biología, la medicina y otras disciplinas clave. No habría economía global sin la mecánica cuántica, porque la revolución electrónica, producto de la mecánica cuántica, nos llevó a la era de las computadoras. Al mismo tiempo, la revolución de la fotónica también nos ha llevado a la era de la información. Las obras maestras de la física cuántica han cambiado nuestro mundo y la revolución científica ha traído buenas noticias al mundo, así como amenazas potenciales.
Quizás la siguiente información describe mejor el estatus único de esta teoría vital pero esquiva: La teoría cuántica es la teoría probada con mayor precisión en la historia de la ciencia, y también es la teoría más exitosa en la historia de la ciencia. . La mecánica cuántica preocupó profundamente a sus fundadores. Sin embargo, hasta el día de hoy, cuando se expresa esencialmente en forma universal, algunas elites científicas siguen insatisfechas con su fundamento y explicaciones básicas, aunque reconocen su inmenso poder.
Han pasado más de 100 años desde que Max Planck propuso el concepto de cuántica. Planck, en su clásico artículo sobre la radiación térmica, postuló que la energía total de un sistema vibratorio no varía continuamente, sino que salta de un valor a otro en forma de cuantos de energía discontinuos. El concepto de cuantos de energía era tan radical que Planck más tarde lo archivó. Luego, en 1905 (un año extraordinario para él), Einstein se dio cuenta de la importancia potencial de la cuantificación de la luz. Pero el concepto de cuántica era tan extraño que hubo pocos avances fundamentales. Los fundamentos de la teoría cuántica moderna fueron establecidos durante más de 20 años por toda una nueva generación de físicos.
La física cuántica en realidad incluye dos aspectos. Una es la teoría de la materia a nivel atómico: la mecánica cuántica, por la que podemos comprender y manipular el mundo material; la otra es la teoría cuántica de campos, que desempeña un papel completamente diferente en la ciencia.
Antigua teoría cuántica
El detonante de la revolución cuántica no fue el estudio de la materia, sino el problema de la radiación. El desafío específico es comprender el espectro de radiación emitida por un cuerpo negro (es decir, algún objeto caliente). Cualquiera que haya horneado mucho está familiarizado con el fenómeno de que un objeto caliente brilla; cuanto más se calienta, más brillante se vuelve. El rango espectral es muy amplio. A medida que aumenta la temperatura, los picos del espectro se mueven de la línea roja a la línea amarilla y luego a la línea azul (estas son cosas que no podemos ver directamente).
Parece que combinando conceptos de termodinámica y electromagnetismo se puede explicar la forma del espectro, pero todos los intentos han fracasado. Pero Planck supuso que la energía de la luz irradiada por los electrones en vibración estaba cuantificada y así obtuvo una expresión que era totalmente coherente con el experimento. Pero también era plenamente consciente de lo absurdo de la teoría misma, como dijo más tarde: "La cuantización es sólo un enfoque desesperado".
Planck aplicó su hipótesis cuántica a la energía de los osciladores en la superficie de un radiador. Sin el advenedizo Albert Einstein, la física cuántica podría haber terminado ahí. En 1905 concluyó sin dudarlo: si se cuantifica la energía del oscilador, también debería cuantificarse la energía del campo electromagnético que genera la luz. Aunque la teoría de Maxwell y más de un siglo de experimentos autorizados demostraron que la luz fluctúa, la teoría de Einstein todavía incluía el comportamiento de las partículas de la luz. Más de diez años de experimentos posteriores sobre el efecto fotoeléctrico han demostrado que la energía luminosa sólo puede absorberse cuando alcanza una determinada magnitud discreta, como si fuera transportada por partículas. La dualidad onda-partícula de la luz, que depende de dónde se la mire, es uno de los ejemplos desconcertantes de toda la física cuántica y se convirtió en un enigma teórico durante los siguientes 20 años.
El problema de la radiación contribuyó al primer paso hacia la teoría cuántica, y la paradoja material contribuyó al segundo paso. Como todos sabemos, los átomos contienen partículas cargadas positiva y negativamente, y las diferentes cargas se atraen entre sí. Según la teoría electromagnética, las cargas positivas y negativas se juntan en espiral, emitiendo luz en un amplio espectro, hasta que los átomos colapsan.
Entonces otro novato, Niels Bohr, dio un paso decisivo. En 1913, Bohr propuso una hipótesis radical: los electrones en los átomos solo pueden estar en un estado fijo, incluido el estado fundamental. Los electrones saltan entre dos estados fijos para cambiar su energía e irradiar luz de una determinada longitud de onda al mismo tiempo. Depende de la diferencia de energía entre los estados estacionarios. Combinando leyes conocidas con esta extraña hipótesis, Bohr resolvió el problema de la estabilidad atómica. La teoría de Bohr estaba llena de contradicciones, pero proporcionaba una descripción cuantitativa del espectro de los átomos de hidrógeno. Reconoció los éxitos y las deficiencias de su modelo.
Con una previsión asombrosa, reunió a un grupo de físicos para crear una nueva física. Una generación de jóvenes físicos necesitó 12 años para finalmente hacer realidad su sueño.
Inicialmente, los intentos de desarrollar la teoría cuántica de Bohr (tradicionalmente conocida como la antigua teoría cuántica) fracasaron repetidamente. Luego, una serie de acontecimientos cambiaron completamente la forma de pensar.
Historia Cuántica de la Mecánica
En 1923, Louis de Broglie propuso en su tesis doctoral que el comportamiento de las partículas de la luz y el comportamiento de fluctuación de las partículas deberían existir de manera correspondiente. Relacionó la longitud de onda de una partícula con su momento: cuanto mayor es el momento, más corta es la longitud de onda. Era una idea fascinante, pero nadie sabía qué significaban las fluctuaciones de las partículas ni cómo se relacionaban con la estructura atómica. Sin embargo, la hipótesis de De Broglie fue un preludio importante de mucho de lo que estaba por venir.
En el verano de 1924 apareció otro preludio. Satyendra N. Bose propuso una nueva forma de explicar la ley de radiación de Planck. Consideró la luz como un gas compuesto de partículas sin masa (estática) (ahora llamadas fotones), y no siguió la ley estadística clásica de Boltzmann, sino que siguió un método nuevo basado en la indistinguibilidad de las partículas (es decir, la isotropía). teoría estadística. Einstein aplicó inmediatamente el razonamiento de Bose a gases reales con masa y obtuvo así una ley que describe la distribución del número de partículas en relación con la energía en el gas, la famosa distribución de Bose-Einstein. Sin embargo, en circunstancias normales, las teorías vieja y nueva predecirían el mismo comportamiento de los gases atómicos. A Einstein ya no le interesaba este aspecto, por lo que estos resultados quedaron archivados durante más de 10 años. Sin embargo, su idea clave: la isotropía de las partículas, es extremadamente importante.
De repente, se produjo una serie de acontecimientos que acabaron desencadenando una revolución científica. Enero de 1925 a enero de 1928:
Wolfgang Pauli propuso el principio de exclusión, que sentó las bases teóricas de la tabla periódica.
Werner Heisenberg, Max Born y Pascual Jordan propusieron la primera versión de la mecánica cuántica: la mecánica matricial. Finalmente se abandonó el objetivo histórico de comprender el movimiento de los electrones en los átomos mediante la organización sistemática de líneas espectrales observables.
Erwin Schrödinger propuso una segunda forma de mecánica cuántica, la mecánica ondulatoria. En mecánica ondulatoria, el estado de un sistema se describe mediante una función de onda, una solución de la ecuación de Schrödinger. La mecánica matricial y la mecánica ondulatoria pueden parecer contradictorias, pero son esencialmente equivalentes.
Se ha demostrado que los electrones siguen una nueva ley estadística, la estadística de Fermi-Dirac. Se reconoció además que todas las partículas obedecen a las estadísticas de Fermi-Dirac o de Bose-Einstein, que son muy diferentes en sus propiedades fundamentales.
Heisenberg explicó el principio de incertidumbre.
Paul A. M. Dirac propuso una ecuación de onda relativista para describir los electrones, explicar su espín y predecir la antimateria.
Dirac propuso una descripción cuántica del campo electromagnético y sentó las bases de la teoría cuántica de campos.
Bohr propuso el principio de complementariedad (un principio filosófico) en un intento de explicar algunas contradicciones aparentes en la teoría cuántica, especialmente la dualidad onda-partícula.
Los principales fundadores de la teoría cuántica son los jóvenes. En 1925, Pauli tenía 25 años, Heisenberg y Enrico Fermi tenían 24, y Dirac y Jordan tenían 23. Schrödinger floreció tarde a la edad de 36 años. Born y Bohr eran un poco mayores. Cabe mencionar que sus aportes son en su mayoría explicativos. La reacción de Einstein reflejó la profundidad y la radicalidad de la mecánica cuántica, lo cual fue un logro intelectual: rechazó muchos de los conceptos clave que condujeron a la teoría cuántica, y su artículo sobre la estadística de Bose-Einstein fue su contribución final a la física teórica, y también su contribución. su última contribución importante a la física.
No es de extrañar que la creación de la mecánica cuántica requiriera una nueva generación de físicos. Lord Kelvin expresó el motivo en una carta felicitando a Bohr por su artículo de 1913 sobre el átomo de hidrógeno. Dijo que había muchas verdades en el artículo de Bohr que no podía entender. Kelvin creía que la nueva física fundamental debía surgir de una mente libre.
En 1928, la revolución había terminado y los fundamentos de la mecánica cuántica estaban esencialmente establecidos. Posteriormente, Abraham Pais documentó anecdóticamente esta revolución rítmica. Hay un pasaje como este: En 1925, Samuel Gudmit y George Uhlenbeck propusieron el concepto de espín del electrón, sobre el cual Bohr se mostraba profundamente escéptico.
De junio a octubre de 5438, Bohr tomó un tren a Leiden, Países Bajos, para asistir a la celebración del 50 cumpleaños de Hendrik A. Lorenz. Pauli conoció a Bohr en Hamburgo, Alemania, y le pidió su opinión sobre la posibilidad del espín del electrón. Bohr respondió, en su famosa eufemismo, que la sugerencia del espín era "muy, muy interesante". Más tarde, Einstein y Paul Ehrenfest se reunieron con Bohr en Leiden para discutir el espín. Bohr explicó sus objeciones, pero Einstein demostró una forma de girar que convirtió a Bohr en un defensor del giro. En el viaje de regreso de Bohr, se reunió con más participantes. Cuando el tren pasó por Göttingen, Alemania, Heisenberg se reunió con Jordan y le pidió su opinión. Pauli también hizo un viaje especial desde Hamburgo hasta la estación de recogida de Berlín. Bohr les dijo que el descubrimiento del espín era un enorme progreso.
La creación de la mecánica cuántica desencadenó una fiebre del oro científica. Los primeros logros incluyen: Heisenberg obtuvo una solución aproximada a la ecuación de Schrödinger del átomo de helio en 1927, sentando las bases para la teoría de la estructura atómica. John Slater, Douglas Rainer Hartley y Vladimir Fokker continuaron desarrollando técnicas computacionales generales para la estructura atómica; y Walter Heitler resolvió la estructura de la molécula de hidrógeno. Sobre esta base Linus Pauling estableció la química teórica. Sommerfeld y Pauli sentaron las bases de la teoría electrónica de los metales y Felix Bloch creó la teoría de la estructura de bandas. Heisenberg explicó las causas del ferromagnetismo. El misterio de la naturaleza aleatoria de la desintegración radiactiva alfa fue explicado en 1928 por George Gamov, quien demostró que la desintegración alfa es causada por el efecto túnel de la mecánica cuántica. Durante los años siguientes, Hans Bethe sentó las bases de la física nuclear y explicó la fuente de energía de las estrellas. Con estos avances, la física atómica, la física molecular, la física del estado sólido y la física nuclear entraron en la era moderna de la física.
Fundamentos de la Mecánica Cuántica
Junto con estos avances, ha habido mucho debate sobre la interpretación y corrección de la mecánica cuántica. Bohr y Heisenberg fueron miembros importantes de los defensores. Creían en la nueva teoría, pero Einstein y Schrödinger no estaban satisfechos con ella.
Descripción básica: función de onda. El comportamiento del sistema se describe mediante la ecuación de Schrödinger, cuya solución se denomina función de onda. La información completa sobre un sistema está representada por su función de onda, y cualquier valor posible de un observable se puede calcular utilizando la función de onda. La probabilidad de encontrar un electrón en un volumen dado del espacio es proporcional al cuadrado de la amplitud de la función de Apolo, por lo que la posición de la partícula se distribuye en el volumen donde reside la función de onda. El impulso de una partícula depende de la pendiente de la función de Apolo; cuanto más pronunciada es la función de onda, mayor es el impulso. La pendiente es variable, por lo que el impulso también está distribuido. De esta manera, debemos abandonar la imagen clásica en la que el desplazamiento y la velocidad se pueden determinar con precisión arbitraria y utilizar una imagen de probabilidad difusa, que también es el núcleo de la mecánica cuántica.
Para el mismo sistema, las mismas mediciones cuidadosas no necesariamente producirán los mismos resultados. En cambio, los resultados están dispersos en el rango descrito por la función de onda, por lo que la posición y el momento específicos del electrón no tienen sentido. Esto se puede expresar en términos del principio de incertidumbre de la siguiente manera: para medir con precisión la posición de las partículas, la función de onda debe tener forma de pico. Sin embargo, el pico debe tener una pendiente muy pronunciada, de modo que el impulso se distribuya en una gran superficie. rango; por el contrario, si la distribución del momento es muy pequeña, la pendiente de la función de onda será muy pequeña, por lo que el rango de distribución de la función de onda es grande y la posición de la partícula es aún más incierta.
Interferencia de ondas. El hecho de que las ondas se sumen o resten depende de su fase: las amplitudes en fase se suman y las amplitudes antifase se restan. Un patrón de interferencia ocurre típicamente cuando las ondas siguen varios caminos para llegar a un receptor, como la interferencia de luz de doble rendija. Cuando las partículas obedecen a la ecuación de onda, debe haber un comportamiento similar, como la difracción de electrones. En este punto la analogía parece razonable, a menos que queramos examinar las propiedades de las ondas. Generalmente se piensa que las ondas son perturbaciones en un medio. Pero en la mecánica cuántica no hay medio y, en cierto sentido, no hay ondas en absoluto. Una función de onda es esencialmente sólo una declaración de información sobre un sistema.
Simetría e isotropía. Un átomo de helio consta de dos electrones que orbitan alrededor del núcleo. La función de onda de un átomo de helio describe la posición de cada electrón, pero no hay forma de saber qué electrón es cuál. Entonces no vemos ningún cambio en el sistema después de que se intercambian los electrones, lo que significa que la probabilidad de encontrar un electrón en un lugar determinado no cambia. Debido a que la probabilidad depende del cuadrado de la amplitud de la función de Apolo, la relación entre la función de onda del sistema después del intercambio de partículas y la función de onda original solo puede ser una de las siguientes: o la misma que la función de onda original, o cambia el signo, es decir, se multiplica por -1. ¿A quién debo llevar?
Un descubrimiento sorprendente de la mecánica cuántica es que la función de onda de un electrón cambia de signo debido al intercambio de electrones. Los resultados fueron dramáticos.
Dos electrones están en el mismo estado cuántico y tienen funciones de onda opuestas, por lo que la función de onda total es cero, lo que significa que la probabilidad de que dos electrones estén en el mismo estado es cero. Este es el principio de exclusión de Pauli. Todas las partículas con espín semientero (incluidos los electrones) siguen este principio y se denominan fermiones. La función de onda de las partículas con espín entero (incluidos los fotones) es invariante de intercambio y se denomina bosón. Los electrones son fermiones, por lo que están dispuestos en capas en los átomos; la luz está compuesta de bosones, por lo que los láseres presentan rayos superintensos (esencialmente un estado cuántico). Más recientemente, los átomos de gas se han enfriado hasta alcanzar estados cuánticos, formando condensados de Bose-Einstein. En ese momento, el sistema puede emitir un rayo de materia de alta energía y formar un láser atómico.
Este concepto sólo se aplica a partículas idénticas, porque las funciones de onda de diferentes partículas son obviamente diferentes después del intercambio. Por lo tanto, sólo si el sistema de partículas es idéntico, se comportará como un bosón o un fermión. El hecho de que partículas idénticas sean absolutamente idénticas es uno de los aspectos más misteriosos de la mecánica cuántica, y los logros en la teoría cuántica de campos lo explicarán.
Controversia y confusión
¿Qué significa la mecánica cuántica? ¿Qué es exactamente una función de onda? ¿Qué significa medición? Estas cuestiones provocaron un intenso debate en los primeros días. Hasta 1930, Bohr y sus colegas propusieron la interpretación más o menos estándar de la mecánica cuántica, la interpretación de Copenhague; la atención se centraba en describir probabilísticamente la materia y los eventos a través del principio de complementariedad de Bohr, conciliando la dualidad onda-partícula de la contradicción materia. Einstein no aceptó la teoría cuántica. Debatió con Bohr los principios básicos de la mecánica cuántica hasta su muerte en 1955.
El foco del debate en mecánica cuántica es si la función de onda contiene toda la información del sistema o si existen factores ocultos (variables ocultas) que determinan resultados de medición específicos. A mediados de la década de 1960, John S. Bell demostró que si existen variables ocultas, la probabilidad de las observaciones experimentales debería estar por debajo de un límite específico. Ésta es la desigualdad de Bell. Los resultados experimentales de la mayoría de los grupos son contrarios a la desigualdad de Bell y sus datos rechazan categóricamente la posibilidad de variables ocultas. De este modo, la mayoría de los científicos ya no dudan de la exactitud de la mecánica cuántica.
Pero debido al poder mágico de la teoría cuántica, su esencia todavía atrae la atención de la gente. Las extrañas propiedades de los sistemas cuánticos son causadas por los llamados estados entrelazados. En pocas palabras, los sistemas cuánticos (como los átomos) pueden encontrarse no sólo en una serie de estados estables, sino también en una superposición de ellos. Mide algunas propiedades (como la energía) de los átomos de superposición. En términos generales, a veces se obtiene un valor y otras veces se obtiene otro valor. Hasta ahora nada raro.
Sin embargo, es posible construir un sistema de dos átomos entrelazados de modo que ambos átomos tengan las mismas propiedades. Cuando los dos átomos se separan, la información de un átomo es compartida (o entrelazada) por el otro. Este comportamiento sólo puede explicarse en el lenguaje de la mecánica cuántica. Este efecto es tan increíble que sólo unas pocas instituciones teóricas y experimentales activas le prestan atención, y el tema no se limita al estudio de principios, sino que el uso de estados entrelazados se ha aplicado a sistemas de información cuánticos y se ha convertido; Computadoras cuánticas la base de.
La segunda revolución
En la febril era de la creación de la mecánica cuántica a mediados de la década de 1920, estaba en marcha otra revolución, otra rama de la física cuántica: la teoría cuántica de campos. se está estableciendo. A diferencia de la creación de la mecánica cuántica, la creación de la teoría cuántica de campos ha experimentado una historia tortuosa y continúa hasta el día de hoy. Aunque la teoría cuántica de campos es difícil, su precisión de predicción es la más precisa entre todas las disciplinas físicas y también proporciona un ejemplo para la exploración de algunos campos teóricos importantes.
El problema en la teoría cuántica de campos es cómo los átomos irradian luz cuando los electrones pasan de un estado excitado a un estado fundamental. En 1916, Einstein estudió este proceso, al que llamó emisión espontánea, pero no pudo calcular el coeficiente de emisión espontánea. Para solucionar este problema es necesario desarrollar la teoría cuántica relativista del campo electromagnético (es decir, la luz). La mecánica cuántica es una teoría que explica la materia, y la teoría cuántica de campos, como su nombre indica, es una teoría que estudia los campos, no sólo los campos electromagnéticos, sino otros campos que se descubrieron posteriormente.
En 1925, Born, Heisenberg y Jordan publicaron la idea preliminar de la teoría cuántica de campos de la luz, pero el paso clave lo dio Dirac, un joven y desconocido físico, que propuso en solitario en 1926 la teoría de campos. La teoría de Dirac tenía muchos defectos: complejidad computacional insuperable, predicciones infinitas y una clara violación del principio de correspondencia.
A finales de la década de 1940, la teoría cuántica de campos logró nuevos avances.
Richard Feynman, Julian Schwinger y Cinitiro Tomonaga propusieron la electrodinámica cuántica (QED para abreviar). Evitan los infinitos mediante la renormalización, que esencialmente resta un infinito para obtener un resultado finito. Debido a la complejidad de la ecuación, es imposible encontrar una solución exacta, por lo que a menudo se utilizan series para encontrar soluciones aproximadas, pero los términos de las series son cada vez más difíciles de calcular. Aunque los términos de la serie disminuyen secuencialmente, el resultado total comienza a aumentar después de cierto término, por lo que el proceso de aproximación falla. A pesar de este peligro, la QED sigue siendo una de las teorías más exitosas en la historia de la física. La fuerza de interacción prevista entre los electrones y los campos magnéticos es sólo 2/1.000.000.000.000.
A pesar de su extraordinario éxito, QED sigue siendo un misterio. Respecto al espacio vacío (vacío), esta teoría parece proporcionar un punto de vista absurdo, es decir, el vacío no está vacío, sino que está lleno de pequeñas fluctuaciones electromagnéticas por todas partes. Estas pequeñas fluctuaciones son clave para explicar la emisión espontánea, que provoca cambios mensurables en la energía de los átomos y las propiedades de partículas como los electrones. Aunque la QED es excéntrica, su eficacia ha sido confirmada por muchos de los experimentos más precisos.
Para el mundo de baja energía que nos rodea, la mecánica cuántica es bastante precisa, pero para el mundo de alta energía, los efectos de la relatividad son significativos, lo que requiere un enfoque más integral. El establecimiento de la teoría cuántica de campos concilia la contradicción entre la mecánica cuántica y la relatividad especial.
El papel destacado de la teoría cuántica de campos es que explica algunas de las cuestiones más profundas sobre la naturaleza de la materia. Explica por qué existen dos partículas básicas, bosones y fermiones, y cómo sus propiedades se relacionan con el espín intrínseco; puede describir cómo se producen y aniquilan las partículas (incluidos fotones, electrones, positrones o antielectrones); explica la misteriosa isotropía en la mecánica cuántica; . Las partículas idénticas son absolutamente idénticas porque provienen del mismo campo fundamental. Explica no sólo los electrones sino también los leptones como los muones, tau y sus antipartículas.
QED es una teoría sobre leptones y no puede describir partículas complejas llamadas hadrones, incluidos protones, neutrones y una gran cantidad de mesones. Para los hadrones, se propuso una teoría más general que la QED llamada cromodinámica cuántica (QCD). QED y QCD tienen muchas similitudes: los electrones son los elementos constituyentes de los átomos, y los quarks son los elementos constituyentes de los hadrones, en QED, los fotones son el medio que transmite la interacción entre partículas cargadas, y en QCD, los gluones son el medio que transmite la interacción; Interacción entre quarks. El medio de acción. Aunque QED y QCD tienen muchos puntos correspondientes, todavía existen diferencias significativas entre ellos. A diferencia de los leptones y los fotones, los quarks y los gluones siempre están atrapados en hadrones, no pueden liberarse y existen de forma aislada.
QED y QCD forman la piedra angular de un modelo estándar unificado. El modelo estándar explica con éxito todos los experimentos actuales con partículas, pero muchos físicos creen que está incompleto porque los datos sobre la masa, la carga y otras propiedades de las partículas aún provienen de experimentos.
Hoy en día, tratar de comprender la naturaleza última de la materia se ha convertido en el foco de importantes investigaciones científicas, que recuerdan inconscientemente a las personas los días milagrosos en los que se fundó la mecánica cuántica, y sus logros tendrán impactos de gran alcance. Ahora debemos intentar encontrar una descripción cuántica de la gravedad. Medio siglo de esfuerzos ha demostrado que la obra maestra de QED, el programa de cuantificación de campos electromagnéticos, es ineficaz para los campos gravitacionales. Este problema es grave porque si la relatividad general y la mecánica cuántica son ciertas, deben proporcionar descripciones esencialmente compatibles de los mismos eventos. No habrá contradicciones en el mundo que nos rodea, porque la gravedad es tan débil en comparación con la electricidad que sus efectos cuánticos pueden ignorarse y la descripción clásica es bastante perfecta, pero para un sistema con una gravedad muy fuerte como un agujero negro, tenemos; No hay forma fiable de predecir su comportamiento cuántico.
Hace un siglo, nuestra comprensión del mundo físico era empírica; en el siglo XX, la mecánica cuántica nos proporcionó la teoría de la materia y los campos, cambiando nuestro mundo. De cara al siglo XXI, la mecánica cuántica seguirá proporcionando conceptos básicos y herramientas importantes para todas las ciencias. Hacemos predicciones tan seguras porque la mecánica cuántica proporciona una teoría precisa y completa del mundo que nos rodea; sin embargo, la física de hoy tiene un gran parecido con la física de 1900: aún conserva fundamentos empíricos, no podemos predecir completamente las propiedades del mundo; elementos básicos que componen la materia, por lo que aún necesitamos medirlos.
Quizás la teoría de supercuerdas sea la única teoría que puede explicar este misterio.
Es una extensión de la teoría cuántica de campos, que reemplaza objetos puntuales, como los electrones, por objetos con longitud, eliminando todos los infinitos. Cualquiera que sea el resultado, el sueño de una comprensión definitiva de la naturaleza que comenzó en los albores de la ciencia seguirá siendo la fuerza impulsora de nuevos conocimientos. Un siglo después, seguiremos persiguiendo este sueño y los resultados harán realidad todas nuestras imaginaciones.